ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 522
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Hlim, МПа (база испытаний NH0 определяется по табл. 12);
SH — коэффициент безопасности (SH= 1,1 при нормализации, улучшении или объемной закалке; при поверхностной закалке и цементации SH=1,2);
ZR — коэффициент, учитывающий шероховатость сопряженных поверхностей зубьев (ZR=1 0,9);
KHL — коэффициент долговечности, который учитывает влияние срока службы, режима нагрузки передачи и возможность повышения допускаемых напряжений для кратковременно работающих передач.
Вопросы для самопроверки
- Каковы основные достоинства и недостатки зубчатых передач по сравнению с другими передачами?
- По каким признакам классифицируют зубчатые передачи?
- Чем отличается закрытая передача от открытой?
- Перечислите достоинства зубчатой передачи по сравнению с фрикционной передачей.
- Почему в зубчатых передачах сохраняется постоянным передаточное отношение?
- Что такое эвольвента окружности и какими свойствами, полезными для зубчатых зацеплений, она обладает?
- Какие окружности называют начальными, какие делительными?
- Что называется шагом, модулем и углом зацепления?
- Что такое исходный профиль рейки эвольвентного зацепления?
- В чем сущность основной теоремы зацепления?
- Что такое эвольвента окружности и какими свойствами она обладает?
- Почему эвольвентное зацепление имеет преимущественное применение?
- Что называют полюсом зацепления, линией зацепления и углом зацепления?
- Как определить на линии зацепления точки, соответствующие началу и концу зацепления одной пары зубьев?
- Какие окружности зубчатых передач называют начальными и какие окружности зубчатых колес называют делительными? В каких зубчатых передачах они совпадают?
- Что понимают под коэффициентом торцового перекрытия? Как влияет его величина на работу зубчатой передачи?
- Каково влияние числа зубьев на их форму и прочность?
- Как возникает подрезание зубьев при нарезании их инструментом реечного типа?
- С какой целью производят смазывание зубчатых передач?
- Какие основные факторы влияют на КПД зубчатых передач?
- Каковы области применения прямозубых и косозубых передач?
- Уточните основное условие для обеспечения постоянства передаточного числа зубчатой передачи.
- Каковы сравнительные достоинства прямозубых и косозубых колёс?
- Как определяется передаточное отношение и передаточное число?
- Каковы главные виды разрушений зубчатых колёс?
- Какие силы действуют в зубчатом зацеплении?
- Какие допущения принимаются при расчёте зубьев на контактную прочность?
- По какой расчётной схеме выполняется расчёт зубьев на изгиб?
- Какие зубья прочнее на изгиб — колеса или шестерни?
- По какой причине ограничивают угол наклона зубьев в косозубых передачах?
- Почему косозубые передачи прочнее, чем прямозубые?
- Чем вызвана плавность работы косозубых передач?
Планетарные зубчатые передачи
Передачи, имеющие зубчатые или фрикционные колеса с перемещающимися осям, называют планетарными. Эти подвижные колёса подобно планетам Солнечной системы вращаются вокруг своих осей и одновременно перемещаются вместе с осями, совершая плоское движение, называются они сателлитами (лат. satellitum – спутник). Подвижные колёса катятся по центральным колёсам (их иногда называют солнечными колёсами), имея с ними внешнее, а с корончатым колесом внутреннее зацепление. Оси сателлитов закреплены в водиле и вращаются вместе с ним вокруг центральной оси.
Наиболее распространена зубчатая однорядная планетарная передача (рис.15). Она состоит из центрального колеса 1 с наружными зубьями (эпициклического колеса или эпицикла), неподвижного (центрального) колеса 2 с внутренними зубьями (солнечного колеса) и водила h на котором закреплены оси планетарных колес g (или сателлитов).
Рис.15. Планетарная передача
Водило вместе с сателлитами вращается вокруг центральной оси, а сателлиты обкатываются по центральным колесам и вращаются вокруг своих осей, совершая движения, подобные движению планет. При неподвижном колесе 2 движение передается от колеса 1 к водилу h или наоборот.
Основное достоинство—- Планетарный принцип позволяет получать большие передаточные числа (до тысячи и больше) без применения многоступенчатых передач.
- Эти передачи удобно компоновть благодаря соосности ведущего и ведомого валов.
- Эти передачи компактные и имеют малую массу.
- Сателлиты в планетарной передаче расположены симметрично, а это снижает нагрузки на опоры (силы в передаче взаимно уравновешиваются), что приводит к снижению потерь и упрощает конструкцию опор.
- Эти передачи работают с меньшим шумом, чем обычные зубчатые и имеют более лёгкое управление и регулирование скорости;
- Имеют высокий КПД при относительно больших передаточных числах;
Основные недостатки:
- повышенные требования к точности изготовления и монтажа (для обеспечения сборки планетарных передач необходимо соблюдать условие соосности (совпадение геометрических центров колёс);
Особенности проектирования и расчёта планетарных передач связаны с наличием избыточных кинематических связей (нескольких сателлитов). Предельно возможное число сателлитов в одном планетарном ряду ограничивается условием соседства, которое гласит: число сателлитов в планетарном ряду должно быть таким, чтобы соседние сателлиты не касались друг друга.
Волновыми называют механические передачи, содержащие контактирующие между собой гибкое и жесткое звенья и обеспечивающие передачу и преобразование движения путем бегущего волнового деформирования гибкого звена.
В технике применяется несколько видов волновых передач:
1. винтовые волновые передачи, предназначенные для преобразования вращательного движения в поступательное и/или для передачи этого движения в загерметезированное пространство;
2. фрикционные волновые передачи, предназначенные для преобразования (чаще всего сильного редуцирования) вращательного движения и/или для передачи этого движения в загерметезированное пространство;
3. зубчатые волновые передачи, имеющие аналогичное фрикционным предназначение, но способные передавать существенно большие мощности.
Принцип использования волновой деформации для передачи и преобразования движения был предложен инженером А.И. Москвитиным в 1944 году для фрикционной передачи с электромагнитным генератором волн.
Наиболее широкое распространение получили зубчатые волновые редукторы. На рис. 16 изображены основные элементы волновой передачи: неподвижное колесо 1 с внутренними зубьями, вращающееся упругое колесо 2 с наружными зубьями и водило (генератор волн) h. Неподвижное колесо закрепляется в корпусе и выполняется в виде обычного зубчатого колеса с внутренним зацеплением. Гибкое зубчатое колесо имеет форму стакана с легко деформирующейся тонкой стенкой: в утолщенной части (левой) нарезаются зубья, правая часть имеет форму вала. Водило состоит из овального кулачка и специального подшипника.
Рис. 16. Волновая передача
Достоинства волновых передач:
1. большое передаточное число (до 320, а в некоторых случаях и более);
2. большое число зубьев, одновременно находящихся в зацеплении (обычно от 40 до 80%) и, как следствие этого, большая нагрузочная способность – масса волнового редуктора меньше массы планетарного той же мощности, а объём может составлять около 30% от объёма последнего;
3. высокий КПД, при больших передаточных числах превышающий КПД планетарных передач;
4. низкий уровень шума;
Недостатки волновых передач:
1. невозможность получения низких значений передаточных чисел (для стальных гибких колёс umin≈80, для пластмассовых - umin≈20);
2. необходимость специального инструмента и оснастки для изготовления гибкого колеса, что затрудняет индивидуальное производство и ремонт передач;
3. повышенные требования к материалу для изготовления гибкого колеса (из-за непрерывного и значительного деформирования);
4. относительно низкий срок службы (срок службы стандартных волновых редукторов составляет около 104 часов – чуть больше года непрерывной работы).
Волновые передачи могут работать в качестве редуктора (КПД 80 – 90%) и мультипликатора (КПД 60 – 70%). В первом случае ведущим звеном является генератор волн, во втором – вал гибкого или жесткого колеса.
Передаточное отношение волновых передач определяется методом остановки водила (метод Виллиса).
При неподвижном жестком колесе передаточное число волновой передачи определяется выражением.
Знак минус указывает на разные направления вращения ведущего и ведомого звеньев.
При неподвижном гибком колесе:
где: n0, n1, n2 – частота вращения ведущего и ведомых звеньев;
z1, z2 – числа зубьев гибкого и жесткого колес.
КПД волновых передач относительно высок и также как в планетарных передачах падает с увеличением передаточного числа, а с увеличением нагрузки вначале растёт до максимально возможной величины, а потом, при дальнейшем возрастании нагрузки, начинает резко снижаться. При оптимальной нагрузке в пределах передаточного числа 80 ≤ u ≤ 250 коэффициент полезного действия 0,9 ≥ h ≥ 0,8.
Вопросы для самопроверки
SH — коэффициент безопасности (SH= 1,1 при нормализации, улучшении или объемной закалке; при поверхностной закалке и цементации SH=1,2);
ZR — коэффициент, учитывающий шероховатость сопряженных поверхностей зубьев (ZR=1 0,9);
KHL — коэффициент долговечности, который учитывает влияние срока службы, режима нагрузки передачи и возможность повышения допускаемых напряжений для кратковременно работающих передач.
Вопросы для самопроверки
- Каковы основные достоинства и недостатки зубчатых передач по сравнению с другими передачами?
- По каким признакам классифицируют зубчатые передачи?
- Чем отличается закрытая передача от открытой?
- Перечислите достоинства зубчатой передачи по сравнению с фрикционной передачей.
- Почему в зубчатых передачах сохраняется постоянным передаточное отношение?
- Что такое эвольвента окружности и какими свойствами, полезными для зубчатых зацеплений, она обладает?
- Какие окружности называют начальными, какие делительными?
- Что называется шагом, модулем и углом зацепления?
- Что такое исходный профиль рейки эвольвентного зацепления?
- В чем сущность основной теоремы зацепления?
- Что такое эвольвента окружности и какими свойствами она обладает?
- Почему эвольвентное зацепление имеет преимущественное применение?
- Что называют полюсом зацепления, линией зацепления и углом зацепления?
- Как определить на линии зацепления точки, соответствующие началу и концу зацепления одной пары зубьев?
- Какие окружности зубчатых передач называют начальными и какие окружности зубчатых колес называют делительными? В каких зубчатых передачах они совпадают?
- Что понимают под коэффициентом торцового перекрытия? Как влияет его величина на работу зубчатой передачи?
- Каково влияние числа зубьев на их форму и прочность?
- Как возникает подрезание зубьев при нарезании их инструментом реечного типа?
- С какой целью производят смазывание зубчатых передач?
- Какие основные факторы влияют на КПД зубчатых передач?
- Каковы области применения прямозубых и косозубых передач?
- Уточните основное условие для обеспечения постоянства передаточного числа зубчатой передачи.
- Каковы сравнительные достоинства прямозубых и косозубых колёс?
- Как определяется передаточное отношение и передаточное число?
- Каковы главные виды разрушений зубчатых колёс?
- Какие силы действуют в зубчатом зацеплении?
- Какие допущения принимаются при расчёте зубьев на контактную прочность?
- По какой расчётной схеме выполняется расчёт зубьев на изгиб?
- Какие зубья прочнее на изгиб — колеса или шестерни?
- По какой причине ограничивают угол наклона зубьев в косозубых передачах?
- Почему косозубые передачи прочнее, чем прямозубые?
- Чем вызвана плавность работы косозубых передач?
Планетарные зубчатые передачи
Передачи, имеющие зубчатые или фрикционные колеса с перемещающимися осям, называют планетарными. Эти подвижные колёса подобно планетам Солнечной системы вращаются вокруг своих осей и одновременно перемещаются вместе с осями, совершая плоское движение, называются они сателлитами (лат. satellitum – спутник). Подвижные колёса катятся по центральным колёсам (их иногда называют солнечными колёсами), имея с ними внешнее, а с корончатым колесом внутреннее зацепление. Оси сателлитов закреплены в водиле и вращаются вместе с ним вокруг центральной оси.
Наиболее распространена зубчатая однорядная планетарная передача (рис.15). Она состоит из центрального колеса 1 с наружными зубьями (эпициклического колеса или эпицикла), неподвижного (центрального) колеса 2 с внутренними зубьями (солнечного колеса) и водила h на котором закреплены оси планетарных колес g (или сателлитов).
Рис.15. Планетарная передача
Водило вместе с сателлитами вращается вокруг центральной оси, а сателлиты обкатываются по центральным колесам и вращаются вокруг своих осей, совершая движения, подобные движению планет. При неподвижном колесе 2 движение передается от колеса 1 к водилу h или наоборот.
Достоинства и недостатки планетарных передач
Основное достоинство—- Планетарный принцип позволяет получать большие передаточные числа (до тысячи и больше) без применения многоступенчатых передач.
- Эти передачи удобно компоновть благодаря соосности ведущего и ведомого валов.
- Эти передачи компактные и имеют малую массу.
- Сателлиты в планетарной передаче расположены симметрично, а это снижает нагрузки на опоры (силы в передаче взаимно уравновешиваются), что приводит к снижению потерь и упрощает конструкцию опор.
- Эти передачи работают с меньшим шумом, чем обычные зубчатые и имеют более лёгкое управление и регулирование скорости;
- Имеют высокий КПД при относительно больших передаточных числах;
Основные недостатки:
- повышенные требования к точности изготовления и монтажа (для обеспечения сборки планетарных передач необходимо соблюдать условие соосности (совпадение геометрических центров колёс);
Особенности проектирования и расчёта планетарных передач связаны с наличием избыточных кинематических связей (нескольких сателлитов). Предельно возможное число сателлитов в одном планетарном ряду ограничивается условием соседства, которое гласит: число сателлитов в планетарном ряду должно быть таким, чтобы соседние сателлиты не касались друг друга.
Волновые зубчатые передачи
Волновыми называют механические передачи, содержащие контактирующие между собой гибкое и жесткое звенья и обеспечивающие передачу и преобразование движения путем бегущего волнового деформирования гибкого звена.
В технике применяется несколько видов волновых передач:
1. винтовые волновые передачи, предназначенные для преобразования вращательного движения в поступательное и/или для передачи этого движения в загерметезированное пространство;
2. фрикционные волновые передачи, предназначенные для преобразования (чаще всего сильного редуцирования) вращательного движения и/или для передачи этого движения в загерметезированное пространство;
3. зубчатые волновые передачи, имеющие аналогичное фрикционным предназначение, но способные передавать существенно большие мощности.
Принцип использования волновой деформации для передачи и преобразования движения был предложен инженером А.И. Москвитиным в 1944 году для фрикционной передачи с электромагнитным генератором волн.
Наиболее широкое распространение получили зубчатые волновые редукторы. На рис. 16 изображены основные элементы волновой передачи: неподвижное колесо 1 с внутренними зубьями, вращающееся упругое колесо 2 с наружными зубьями и водило (генератор волн) h. Неподвижное колесо закрепляется в корпусе и выполняется в виде обычного зубчатого колеса с внутренним зацеплением. Гибкое зубчатое колесо имеет форму стакана с легко деформирующейся тонкой стенкой: в утолщенной части (левой) нарезаются зубья, правая часть имеет форму вала. Водило состоит из овального кулачка и специального подшипника.
Рис. 16. Волновая передача
Достоинство и недостатки волновых передач
Достоинства волновых передач:
1. большое передаточное число (до 320, а в некоторых случаях и более);
2. большое число зубьев, одновременно находящихся в зацеплении (обычно от 40 до 80%) и, как следствие этого, большая нагрузочная способность – масса волнового редуктора меньше массы планетарного той же мощности, а объём может составлять около 30% от объёма последнего;
3. высокий КПД, при больших передаточных числах превышающий КПД планетарных передач;
4. низкий уровень шума;
Недостатки волновых передач:
1. невозможность получения низких значений передаточных чисел (для стальных гибких колёс umin≈80, для пластмассовых - umin≈20);
2. необходимость специального инструмента и оснастки для изготовления гибкого колеса, что затрудняет индивидуальное производство и ремонт передач;
3. повышенные требования к материалу для изготовления гибкого колеса (из-за непрерывного и значительного деформирования);
4. относительно низкий срок службы (срок службы стандартных волновых редукторов составляет около 104 часов – чуть больше года непрерывной работы).
Волновые передачи могут работать в качестве редуктора (КПД 80 – 90%) и мультипликатора (КПД 60 – 70%). В первом случае ведущим звеном является генератор волн, во втором – вал гибкого или жесткого колеса.
Передаточное отношение волновых передач
Передаточное отношение волновых передач определяется методом остановки водила (метод Виллиса).
При неподвижном жестком колесе передаточное число волновой передачи определяется выражением.
Знак минус указывает на разные направления вращения ведущего и ведомого звеньев.
При неподвижном гибком колесе:
где: n0, n1, n2 – частота вращения ведущего и ведомых звеньев;
z1, z2 – числа зубьев гибкого и жесткого колес.
КПД волновых передач относительно высок и также как в планетарных передачах падает с увеличением передаточного числа, а с увеличением нагрузки вначале растёт до максимально возможной величины, а потом, при дальнейшем возрастании нагрузки, начинает резко снижаться. При оптимальной нагрузке в пределах передаточного числа 80 ≤ u ≤ 250 коэффициент полезного действия 0,9 ≥ h ≥ 0,8.
Вопросы для самопроверки